Color por centro de color

El centro de color, denominado centro de color, se refiere a defectos de la estructura cristalina que pueden absorber selectivamente la luz visible. Todos son defectos puntuales en los cristales. Los centros de color se producen principalmente por daño por radiación, agregación de impurezas y tanto por daño por radiación como por agregación de impurezas. El centro de color está unido a la red cristalina y los electrones del interior vibran bajo la excitación de la energía fotónica. Esta vibración electrónica hace que los átomos de carbono circundantes vibren, lo que hace que la energía vibratoria se propague por todo el diamante. El centro de color diamante es el centro de este tipo de electrón vibratorio, que se denomina centro electrónico vibratorio (Centro Electrónico Vibracional, abreviado como Centro Vibrónico). Las vibraciones del centro vibrónico se propagan a través del cristal de diamante en forma de ondas longitudinales. En física del estado sólido, esta onda de vibración longitudinal que se propaga en el cristal se llama fonón y tiene las características de energía y frecuencia. La absorción espectral de los centros de color del diamante se puede calcular a partir de un modelo teórico simplificado de fonones. En general, el espectro de absorción de fonones obtenido mediante cálculos teóricos es muy similar al espectro medido real. Por el contrario, el espectro de absorción medido también se puede utilizar para inferir las propiedades fonónicas del centro de color.

El espectro de fonones se caracteriza por una línea nítida de absorción de fonones cero y una banda de absorción amplia de alta energía con múltiples picos de absorción. Los picos de absorción de la banda ancha de absorción de alta energía son el primer, segundo, tercer... picos de fonones (o líneas de fonones). La Figura 2-6 muestra la curva de absorción de fonones de un centro de color N3 típico. El espectro de absorción del centro de color medido real es más complejo que el espectro característico de fonones teórico, y el pico de absorción de una banda de absorción amplia de alta energía es difícil de identificar. En el origen del color, la investigación gemológica y la identificación de diamantes, la línea de fonón cero se utiliza para representar toda la banda de absorción de fonones, principalmente porque la línea de fonón cero es más obvia en el espectro de absorción del diamante y otros picos de absorción son difíciles de identificar.

La intensidad y el ancho de la línea del fonón cero están relacionados con la temperatura. Cuanto mayor es la temperatura, menor es la intensidad y más ancho es. La razón es que cuanto mayor es la temperatura, más fuertes son las vibraciones térmicas de la red de diamante, lo que hace que las líneas del fonón cero sean más débiles y anchas. Al estudiar el origen del color de los diamantes, para obtener un espectro de absorción con una resolución clara de líneas de fonones cero, los diamantes generalmente se miden a la temperatura del nitrógeno líquido (77 K). Al estudiar el efecto de los centros de color sobre el color del diamante, el espectro de transmisión visible o el espectro de reflexión visible del diamante deben medirse a temperatura ambiente para obtener datos de medición de color verdaderos.

Figura 2-6 Espectro de absorción de fonones típico del centro de color N3

El pico del centro de color N3 se encuentra a 415 nm y su banda de absorción se extiende principalmente al ultravioleta de onda corta. longitudes de onda, pero también a longitudes de onda largas. La banda se extiende hasta una longitud de onda de aproximadamente 420 nm.

Cuando los electrones en el centro de color se excitan al estado excitado, volverán automáticamente al estado fundamental e irradiarán luz visible. , que es un fenómeno de fluorescencia. El espectro de radiación de fluorescencia del centro de color obtenido mediante cálculo teórico y el espectro de absorción de fonones correspondiente son imágenes especulares centradas en la longitud de onda de fonón cero. El espectro de fluorescencia del centro de color obtenido mediante medición real concuerda bien con el espectro de fluorescencia calculado teóricamente. La propiedad de que el espectro de fluorescencia del centro de color y el espectro de absorción son imágenes especulares de la línea de fonón cero proporciona otra forma de investigación cualitativa sobre los espectros de diamantes: medir el espectro de fluorescencia de los diamantes para estudiar el centro de color. El espectro de fluorescencia se puede obtener irradiando el diamante con un láser de onda corta. A bajas temperaturas, el espectro de fluorescencia láser del centro de color del diamante es más fuerte y el pico de absorción de la línea de fonón cero también es relativamente claro. Además, los espectros de fluorescencia láser son fáciles de medir y se utilizan cada vez más.

Los electrones en algunos centros de color están muy fuertemente unidos y la vibración relativa de los electrones es muy débil, lo que hace que la intensidad de la línea de fonón cero sea demasiado débil para ser medida, y todo el espectro de absorción de fonón cero se convierte en uno sin La banda de absorción del pico de absorción. Aunque este centro de color no se puede determinar directamente midiendo la línea cero del fonón, se puede verificar indirectamente excitando la fluorescencia ultravioleta.

En aras de la simplicidad, cuando se analiza el centro de color de los diamantes a continuación, se utiliza la longitud de onda de la línea de fonón cero del centro de color para representar todo el centro de color, a fin de corresponder a la convención de Calibración del centro de color en investigación espectroscópica. En el estudio espectroscópico de diamantes, sólo necesitamos conocer la línea de fonón cero del centro de color para sacar las conclusiones correspondientes sobre el centro de color y los diamantes. Al investigar y calcular el color del diamante, la medición del espectro de transmisión y del espectro de reflexión del diamante debe realizarse a temperatura ambiente. La línea de fonón cero y otros picos de absorción del espectro obtenido no son obvios, y la línea de fonón cero no tiene influencia en el color. color. La influencia de la banda de absorción ancha es generalmente mucho menor que la influencia de la banda de absorción ancha sobre el color.

La siguiente es una breve introducción a varios centros de color típicos y comunes.

Centro de color 1.N3

Los átomos de nitrógeno discretos en los cristales de diamante tipo Ib se polimerizarán gradualmente en condiciones de alta temperatura y alta presión para formar un agregado de 2 o más átomos de nitrógeno, formando Los diamantes de tipo Ib se convierten en diamantes de tipo Ia.

En el proceso de polimerización del nitrógeno, lo más propicio es generar polímeros que contengan 3 átomos de nitrógeno, seguidos de polímeros que contengan 2 y 4 átomos de nitrógeno, y la posibilidad de generar polímeros de otros átomos de nitrógeno es menor. Los agregados de estos átomos de nitrógeno absorberán la luz en diversos grados. Los agregados de 2 y 4 átomos de nitrógeno absorberán en el rango de longitud de onda infrarroja, y el agregado de 3 átomos de nitrógeno absorberá la luz azul visible y hará que el diamante parezca amarillo. Se llama centro de color N3 y es uno de los colores más importantes. centros en diamantes uno. El centro de color N3 consta de tres átomos de nitrógeno unidos a un átomo de carbono. El pico de fonón cero del centro de color N 3 se encuentra a 415 nm, y su banda de absorción se extiende principalmente a longitudes de onda ultravioleta de onda corta, y también se extiende a la banda de onda larga hasta una longitud de onda de aproximadamente 420 nm, como se muestra en la Figura 2-6.

Generalmente, el centro de color N 3 siempre va acompañado de un pico de absorción de N 2 con un pico a 478 nm. La intensidad del pico de absorción de N2 está relacionada con la intensidad del centro de color N3. Cuanto más fuerte sea el centro de color N3, más fuerte será el pico de absorción de N2. En comparación con el centro de color N3, la intensidad de absorción del pico de absorción de N2 en el rango de luz visible es más débil. El pico de absorción de N2 no es una línea de fonón cero, por lo que el pico de absorción de N2 no representa un centro de color. La razón es que el pico de absorción de N2 no puede producir la radiación fluorescente correspondiente. Dado que cuanto más corta es la longitud de onda de la luz visible, menor es la visión del color del ojo humano, el pico de absorción de N 2 a 478 nm es más eficaz para producir color que la línea de fonón central cero del color N3 a 415 nm.

Figura 2-7 Espectro de absorción "Cabo" compuesto por el centro de color N3 y el pico de absorción de N2

El centro de color N3 es producido por un polímero compuesto por 3 nitrógenos, y el espectro de absorción de N2 pico Siempre va acompañado del centro de color N3, pero no pertenece al centro de color N3 ni es producido por otros centros de color de fonones. Se desconoce su causa específica.

El centro de color N3 y la absorción de N2. pico forma el famoso "Cabo" "Espectro de absorción", como se muestra en la Figura 2-7. El espectro "Cabo" se descubrió por primera vez en diamantes amarillos producidos cerca de Ciudad del Cabo, Sudáfrica, de ahí el nombre. El centro de color de N3 y el pico de absorción de N2 forman una banda de absorción de luz visible. Generalmente, se observa una fuerte línea de pico de absorción a 415 nm bajo un espectrómetro, por lo que el pico de absorción de N3 también se denomina línea "Keeper". Todos los diamantes tipo Ia tienen líneas "Cape", por lo que la mayoría de los diamantes naturales tienen líneas "Cape" con diferentes fuerzas de absorción.

Cuando los diamantes tipo Ia y tipo Ib tienen el mismo contenido de nitrógeno, los diamantes tipo Ia tienen una saturación de amarillo mucho menor que los diamantes tipo Ib. Este fenómeno muestra que cuando los átomos de nitrógeno discretos en el diamante tipo Ib forman el centro de color de nitrógeno agregado en el diamante tipo Ia bajo alta temperatura y presión, la absorción de luz visible por los átomos de nitrógeno se debilita. Los discretos átomos de nitrógeno del diamante tipo Ib producen una amplia banda de absorción en el rango de longitud de onda corta de la luz visible. El centro de color N3 producido por el nitrógeno polimerizado en el diamante tipo Ia produce principalmente un pico de absorción muy estrecho de 415 nm en el rango de longitud de onda de la luz visible. Su amplia banda de absorción se encuentra en el extremo de onda corta de la luz visible y el rango ultravioleta. Poco impacto visual en el color. Otra parte de los átomos de nitrógeno forma agregados de 2 y 4 átomos de nitrógeno, que no tienen absorción en el rango de longitud de onda visible. Debido a las razones anteriores, los átomos de nitrógeno discretos en los diamantes de tipo Ib absorben la luz de onda corta mucho más fuertemente que el mismo contenido de agregados de átomos de nitrógeno en los diamantes de tipo Ia, y la saturación amarilla producida por el diamante es correspondientemente mucho mayor. Cuando se producen diamantes sintéticos, los átomos de nitrógeno existen en formas discretas y pertenecen al tipo Ib. Cuando los diamantes sintéticos que contienen nitrógeno discreto se tratan con alta temperatura y presión, algunos de los átomos de nitrógeno discretos formarán agregados, produciendo centros de color de nitrógeno polimerizado, y su color amarillo se volverá más claro, mejorando así el color.

2.GR1 Color Center

GR es la abreviatura de General Radiation en inglés. Como su nombre indica, el centro de color GR es el color generado por los agujeros generados por la radiación en el. centro de cristal de diamante. Cuando sustancias radiactivas como el uranio, el talio y el cobalto irradian diamantes, pueden expulsar átomos de carbono de la red cristalina, creando un agujero. Este agujero en la red de diamantes se llama centro de color GRl. El agujero del cristal en el centro de color GR1 es un defecto puntual del cristal del diamante y no hay relleno de electrones en el agujero. El centro de color GRl del diamante es un centro de color dañado por radiación permanente y es casi imposible restaurar la estructura cristalina original mediante calentamiento u otros métodos. El centro de color GRl produce una amplia banda de absorción y una serie de picos de absorción en los rangos de longitud de onda visible e infrarrojo, formando un espectro de absorción de fonones típico.

La longitud de onda del pico de absorción f acústica cero del centro de color GR1 es de 740,9 nm y su energía de excitación correspondiente es de 1,673 eV. Forma una amplia banda de absorción en el rango de longitud de onda de 412 a 430 nm y va acompañada del pico de absorción de. GR2-8. El espectro de absorción de un centro de color GRl típico, incluido el pico de absorción de fonón cero y la banda de absorción, se muestra en la Figura 2-8. En términos generales, el pico de absorción GR2-8 ubicado en la banda de absorción amplia no es obvio. Se puede ignorar su contribución al color de los diamantes.

En el espectro de absorción GR1 en la Figura 2-8, se puede ver que la tasa de absorción de la banda de absorción generada por el centro de color GR1 disminuye gradualmente desde una longitud de onda larga a una longitud de onda corta hasta 430 nm, y luego aumenta. levemente. El propio espectro del centro de color GRl produce un color azul en los diamantes. Cuando el pico de absorción GR2-8 es fuerte, el color del diamante es azul verdoso. El color azul del tipo IIa irradiado se debe al centro de color GRl. Además, el centro de color GRl también puede hacer que los diamantes incoloros de tipo Ia y Ib con muy bajo contenido de nitrógeno parezcan azules, es decir, el color de algunos diamantes azules en realidad lo produce el centro de color GRl. Si se irradian diamantes azules de tipo IIb, su saturación de azul puede aumentar.

Figura 2-8 La banda de absorción y el pico de absorción del centro de color GR1 en el rango del espectro visible

La longitud de onda de la línea de fonón cero es 740,9 nm y su correspondiente energía de excitación es 1,673eV: la banda de absorción del centro de color GRl se extiende hasta el rango de longitud de onda larga de la luz visible, y el pico de absorción GR2-8 que lo acompaña produce una absorción débil en el rango de longitud de onda corta de la luz visible

Los diamantes amarillos tipo Ia tienen centros de color N3 y contienen más átomos de nitrógeno; su luz azul violeta será parcialmente absorbida por los átomos de nitrógeno. Los diamantes de tipo Ia tratados con radiación tienen centros de color GR1 y N3. El centro de color GR1 absorbe la luz visible de onda larga y el centro de color N3 absorbe la luz visible de onda corta, lo que provoca que cambie el tono del diamante de tipo Ia tratado con radiación. a verde. La gran mayoría de los diamantes verdes naturales son del tipo Ia. Después de la radiación natural, su color verde es producido por el centro de color GRl y el centro de color N3. Muchas publicaciones simplemente atribuyen el color verde de los diamantes sólo al centro de color GRl. De hecho, la contribución del centro de color N3 al color verde de los diamantes es esencial.

Figura 2-9 Diamante verde natural (Tino Hammid/Cortesía de Aurora Gem Collection)

Colección Northern Lights Coloured Diamond No. 86, 0,63 ct

Según a GRl El centro de color y el centro de color N3 difieren en intensidad, y el tono del color del diamante varía de azul a amarillo. Cuando el diamante tiene solo un centro de color GR1, el color es azul; cuando la absorción del centro de color GR1 del diamante para luz visible de onda larga es mayor que la absorción del centro de color N3 para luz visible de onda corta, el color es verde; -azul cuando la absorción del centro de color GR1 es aproximadamente igual a N3 Cuando la absorción del centro de color del diamante es verde, el color es verde cuando la absorción del centro de color GR1 del diamante es menor que la absorción del color N3; centro, el color es amarillo verdoso; cuando el diamante tiene solo el color N3 en el centro, el color es amarillo. La figura 2-9 es un diamante verde de la colección de diamantes de colores Northern Lights.

Bajo el bombardeo de partículas de alta energía, es más probable que los diamantes produzcan más centros de color GR1, lo que hace que la banda de absorción amplia correspondiente sea muy fuerte. El pico de absorción GR2-8 también es muy obvio. El centro de color GR1 del diamante puede producirse mediante cualquier tipo de radiación de alta energía, incluidos los rayos alfa y gamma naturales, haces de electrones de alta energía, haces de neutrones de alta energía y neutrones rápidos de reactores atómicos. En circunstancias normales, la energía de la fuente de radiación de alta energía que genera el centro de color GR1 debe ser superior a 1 M eV. El nivel de energía del acelerador de electrones utilizado en los experimentos de cambio de color de diamantes es generalmente superior a 2 M eV, lo que permite que los electrones penetren. más espesores.

El centro de color GR1 formado por los agujeros en el cristal de diamante es la clave para formar el centro de color H y el centro de color N—V que se presentan a continuación. El centro de color H y el centro de color N-V se forman combinando agujeros con diferentes formas de elementos nitrogenados.

Centro de color 3.H

El centro de color H es un defecto cristalino producido por el diamante tipo Ia que contiene nitrógeno después de un tratamiento térmico y de radiación. Después de irradiar el diamante, se crea un agujero sin átomos de carbono en el cristal, que es el centro de color GR1. Durante un tratamiento térmico adicional, el centro de color GR1 puede combinarse con el polímero de átomos de nitrógeno para formar un nuevo centro de color. Cuando se combina un hueco con un polímero A compuesto de dos átomos de nitrógeno, se forma un centro de color H3 (N—V—N). Cuando se combina un hueco con un polímero B compuesto de cuatro átomos de nitrógeno, se forma un centro de color H4. .

El centro de color H 3 produce una amplia banda de absorción con una longitud de onda de fonón cero de 503,2 nm.

Dado que la amplia banda de absorción del centro de color H 3 está aproximadamente entre 400 y 500 nm en la banda larga de longitudes de onda visibles, el propio centro de color H 3 hará que el diamante produzca un tono amarillo, que se ve comúnmente en el espectro de absorción. de diamantes amarillos de fantasía tratados.

Figura 2-10 Espectros de absorción de los centros de color H3 y H4

La línea de fonón cero del centro de color H4 casi se superpone con el primer pico de absorción del centro de color H3

< El centro de color p>H4 produce una amplia banda de absorción con una línea de fonón cero a 496 nm. En relación con el centro de color H3, el centro de color H4 es generalmente más débil. La línea de fonón cero del centro de color H4 se superpone al primer pico de absorción del centro de color H3, casi coincidiendo con él. La Figura 2-10 muestra los espectros de absorción de los centros de color H3 y H4.

La superposición de los centros de color H3, H4 y N3 puede hacer que los diamantes parezcan amarillos muy saturados, incluso amarillo anaranjado y amarillo anaranjado. El color de los diamantes naturales amarillos tipo Ia lo produce el centro de color N3 y contiene grandes cantidades de agregados A y B. Después de que los diamantes naturales amarillos de tipo Ia sean irradiados por aceleradores de partículas de alta energía, se generarán muchos agujeros en el cristal del diamante. Después de que el diamante tratado con radiación se trata térmicamente, los agujeros generados por la radiación se combinan con el polímero A y el polímero B para producir fuertes centros de color H3 y H4. El color del núcleo N3 no cambió significativamente después del tratamiento y la intensidad de absorción de la luz visible de onda corta permaneció básicamente sin cambios. Los centros de color H3 y H4 producidos después del procesamiento absorben luz visible de menos de 505 nm. Si la absorción del centro de color N 3 es mucho mayor que la absorción de los centros de color H 3 y H4, el diamante seguirá pareciendo amarillo, pero la saturación será mayor que cuando solo existe el centro de color N3. Si la absorción del centro de color N3 es cercana a la absorción de los centros de color H3 y H4, el diamante puede aparecer de color amarillo anaranjado o incluso amarillo anaranjado. Si la absorción del centro de color N3 es menor que la absorción de los centros de color H3 y H4, el diamante aparecerá de color amarillo anaranjado o incluso naranja. Los diamantes amarillos de tipo Ia pueden convertirse en diamantes amarillos o naranjas elegantes después del tratamiento térmico y de radiación. Si los centros de color H3, H4 y N3 son todos muy fuertes, puede ocurrir una fuerte absorción no selectiva en todo el rango de luz visible, haciendo que el diamante sea menos brillante y aparezca en un color marrón anaranjado o marrón de bajo brillo.

El centro de color H2 también está compuesto por huecos y agregados del átomo A de nitrógeno, con carga negativa (N—V—N), lo que da como resultado una banda de absorción más amplia, con el centro del pico de absorción ubicado a 986,1 nm. . Cuando el centro de color H 2 es fuerte, la banda de absorción se extiende hasta el rango de longitud de onda larga del espectro visible. Dado que el centro de color H2 siempre coexiste con los centros de color N3, H3 y H4, la absorción de H2 en el rango de luz visible es mucho menor que la absorción de los otros tres centros de color, por lo que el centro de color H2 contribuye en gran medida a Limitado al color del diamante o al cambio de color, la influencia del centro de color H2 generalmente no se considera cuando se analiza la causa del color del diamante.

Debido a que el centro de color H está formado por la combinación de huecos y agregados de átomos de nitrógeno, los diamantes con centros de color H deben pertenecer al tipo Ia. Además, H es la primera letra del inglés Heat. Por lo tanto, se puede ver literalmente que el centro de color H debe haber sido sometido a algún tipo de tratamiento térmico y de radiación de alta energía. El rango de temperatura del tratamiento térmico para producir centros de color H 3 y H 4 es de aproximadamente 500 a 1800 °C, y la temperatura comúnmente utilizada es 800 °C.

Los diamantes de tipo Ia también pueden producir un centro de color 3H con una longitud de onda de 503,6 nm y un centro de color de 595 nm después del tratamiento térmico y de radiación. Aunque estos dos centros de color desempeñan un papel auxiliar en la identificación de diamantes de colores, son relativamente raros y su absorción espectral es muy baja. Su contribución al color de los diamantes generalmente puede ignorarse. La longitud de onda de fonón cero del centro de color 3H está muy cerca de la longitud de onda de fonón cero del centro de color H 3. A veces se confunden.

La Figura 2-11 muestra un diamante naranja con cambio de color recopilado por el autor. Este diamante naranja tiene centros de color H3, H4 y N3 extremadamente fuertes, lo que le da su color naranja.

Figura 2-11 Diamante natural naranja de color modificado (Fotografía de Liu Yan/Colección de Liu Yan)

El naranja se produce mediante la producción simultánea de centros de color H3, H4 y N3.

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4.N—V color center

N—V es la abreviatura del inglés nitrógeno (Nitrogen) y agujero (Va-cancy). El centro de color N—V está compuesto de nitrógeno y el centro de color A está compuesto de agujeros. Los centros de color N-V son defectos cristalinos producidos por radiación y tratamiento térmico en diamantes tipo Ib que contienen nitrógeno discreto. Como se mencionó anteriormente, la irradiación de un diamante produce un centro de color GRl. Cuando se vuelve a tratar térmicamente, el centro de color GRl se puede combinar con un solo átomo de nitrógeno para formar un nuevo centro de color. Cuando un hueco se combina con un átomo de nitrógeno, se forma un centro de color N—V.

El pico de absorción del centro de color neutro (N-V) 0 es de 575 nm. El pico de absorción del centro de color cargado negativamente (N-V) es de 637 nm. La Figura 2-12 muestra un espectro de absorción típico del centro de color N-V.

Figura 2-12 Espectro de absorción del centro de color N-V

La línea de fonón cero de (N-V)0 es 575 nm,

La línea de fonón cero de (N-V) )- La línea está ubicada a 637 nm

El centro de color N-V suele ir acompañado del centro de color H y coexiste en el espectro de absorción en el proceso de generar el centro de color N, el centro de color H. se genera inevitablemente

La importancia del centro de color N-V es que produce una amplia banda de absorción con longitudes de onda máximas principales de 574,8 nm y 637,0 nm en el rango de luz visible. El centro de color N-V está ubicado en el medio de la luz visible, lo que hará que el diamante produzca un color púrpura rojizo, como rosa o violeta. En el espectro de absorción del diamante obtenido mediante medición general, el pico de absorción del centro de color N—V siempre va acompañado de otros picos de absorción. Los espectros en los que el pico de absorción del centro de color N—V existe solo son relativamente raros. Sólo los diamantes tipo IIb producen centros de color N-V sin los centros de color H que los acompañan. La razón es que los diamantes tipo IIb casi no contienen nitrógeno. El espaciado de la red de átomos de nitrógeno discretos individuales es muy grande, lo que hace imposible agregarlos y producir H. Lust.

Los picos de absorción de H3 y H4 suelen ir acompañados de picos de absorción de N-V en el espectro de absorción. Este fenómeno muestra que durante el proceso de tratamiento térmico para generar centros de color N-V, átomos discretos de nitrógeno pueden agregarse en agregados A y agregados B. luego combínelo con agujeros para generar centros de color H. También es posible que los centros de color N—V se combinen con átomos de nitrógeno discretos bajo la acción del calor para generar directamente centros de color H. No importa cómo se generen los centros de color H en el proceso de generar centros de color N-V, la generación de centros de color H reducirá el número relativo de centros de color N-V en diversos grados.

Hay muy pocos diamantes naturales con centros de color N-V. Incluso si existen centros de color N-V, generalmente son muy débiles y su contribución al color de los diamantes de colores es limitada. Los diamantes tipo IIa contienen muy poco nitrógeno y todo el nitrógeno existe en forma de átomos individuales. Los diamantes individuales tipo IIa también producirán centros de color N-V después del tratamiento con radiación y alta temperatura. Este tipo de diamante tipo IIa con centro de color N-V muestra un color rosa rojo púrpura de muy baja saturación. La razón es que el contenido de nitrógeno es extremadamente bajo, es imposible producir más centros de color N—V. El color de una cantidad muy pequeña de diamantes de color rosa claro natural es producido por los centros de color N-V. Estos diamantes de color rosa claro natural pertenecen al tipo IIa y se informa que se producen en la India.

A lo largo de los años, con la comprensión profunda de las causas del color del diamante, la mejora continua de los equipos para diamantes sintéticos y la mejora gradual de la tecnología de síntesis y procesamiento del color, se pueden obtener diamantes de muchos colores. Se obtiene por síntesis y procesamiento, especialmente importante es la síntesis de diamantes rojos. Durante la síntesis artificial de diamantes y sus procesos de tratamiento térmico y de radiación, los centros de color N-V son relativamente fáciles de producir y se pueden obtener centros de color N-V fuertes. La longitud de onda del centro de color N-V está en el medio del rango de luz visible y su eficiencia de absorción de luz visible es alta. Desempeña un papel vital en la producción de diamantes sintéticos de ciertos colores, como el color de algunos diamantes rojos sintéticos. han sido modificados en color. Es producido por el centro de color N-V y nitrógeno libre. La Figura 2-31 muestra un diamante sintético rojo tipo Ib de color modificado recopilado por el autor. El color se produce mediante la producción simultánea de átomos de nitrógeno libres y centros de color N-V. Los átomos de nitrógeno libres absorben principalmente luz visible de onda corta, el centro de color N-V absorbe luz visible de onda media y la luz visible de onda larga restante aparece roja. Si la intensidad de absorción del centro de color N-V es mayor que la intensidad de absorción de los átomos de nitrógeno libres, la intensidad relativa de la luz visible de onda corta será mayor que la intensidad relativa de la luz visible de onda media. En este caso, el diamante. aparecen de color rojo violáceo (Purplish Red). Bajo la luz diurna estándar, el color real de este diamante rojo sintético es rojo violáceo, no rojo puro. Según la investigación de mediciones y la observación visual del autor, el tono real de los pocos diamantes sintéticos rojos en el mercado es rojo violáceo, y su tono es similar al tono del diamante rojo en la Figura 2-13.

Figura 2-13 Diamante sintético rojo tipo Ib de color modificado

(Fotografía de Liu Yan/Colección Liu Yan)

El color es causado principalmente por nitrógeno discreto fuentes Los diamantes rojos sintéticos producidos al mismo tiempo con centros de color f y N-V son de color más oscuro, es decir, de menor brillo. La razón principal es que el contenido discreto de nitrógeno es muy alto y la absorción de luz visible de longitud de onda corta es fuerte. Además, después de un fuerte tratamiento con radiación y tratamiento térmico, se produce un fuerte centro de color N-V, que produce una fuerte absorción en la banda de luz visible, de modo que el diamante sintético rojo tiene una fuerte absorción en la luz visible de longitud de onda media y corta, y produce. fuerte absorción en toda la banda de luz visible. La absorción no selectiva da como resultado un color rojo de menor brillo. Como se muestra en la Figura 2-13, la distribución de colores de la tabla de este diamante sintético rojo es un área roja parpadeante sobre un fondo marrón rojizo oscuro. Las dificultades para sintetizar y tratar diamantes rojos incluyen: el contenido de nitrógeno del diamante debe ser alto, el tratamiento de radiación debe ser fuerte y el tiempo, la temperatura y la presión del tratamiento térmico deben ser los correctos. Por eso los diamantes rojos sintéticos también son raros. No se trata tanto de la síntesis intencionada de diamantes rojos sino de un encuentro accidental durante el proceso de síntesis y procesamiento. Si el contenido de nitrógeno del diamante es bajo y el tratamiento térmico y de radiación no son adecuados, el color de este diamante sintético puede ser amarillo anaranjado, naranja, marrón anaranjado, rojo violáceo-marrón, marrón o marrón rojizo en lugar de rojo. .

Bajo el mismo contenido de nitrógeno, la absorción de luz visible por el nitrógeno libre y los centros de color N-V es mucho mayor que la absorción de luz visible por los centros de color N3, H3 y H4, y el pico de absorción del color N-V. centros Ubicados en el rango de onda media de la luz visible, por lo tanto, es más probable que los diamantes sintéticos de color modificado produzcan tonos rojos y naranjas más saturados.

5. Otros centros de color

Hay muchos centros de electrones vibrantes en los diamantes. La mayoría de los centros de electrones vibrantes absorben demasiado débilmente la luz visible y no tienen ningún efecto sobre el color del diamante. Además de los centros de color presentados anteriormente, los centros de color que afectan el color de los diamantes incluyen el centro de color del agujero cargado negativamente (ND1), la banda de absorción de 477 nm y el centro de color de 595 nm.

Después de que el diamante sea bombardeado por electrones de alta energía, los electrones de alta energía se inyectarán en la capa poco profunda del cristal de diamante, lo que no solo desplazará los átomos de carbono para generar centros de color GR1, sino que también También puede permanecer en la red del cristal de diamante. Estos electrones que quedan en el diamante forman el centro de color del agujero negativo ND1 (Vacancia con carga negativa). La longitud de onda máxima del centro de color ND1 es de 393 nm, su intensidad es débil y tiene poco impacto en el color del diamante. Un centro de color ND1 fuerte puede hacer que los diamantes tipo IIa aparezcan de color amarillo pálido.

La banda de absorción de 477 nm es un centro de color de electrones vibrante y la línea de fonón cero desaparece porque la unión de los electrones es muy fuerte. De acuerdo con la distribución de la curva del espectro de absorción, se puede inferir que la posición de la línea de fonón cero de la banda de absorción de 477 nm debe ser de aproximadamente 520 nm, y el color de la radiación fluorescente distribuida simétricamente es naranja-rojo. Los diamantes con una banda de absorción de 477 nm generalmente pertenecen al tipo Ib, tienen un bajo contenido de nitrógeno y son de color ámbar. Debido a que pertenece al tipo Ib sin agregados A, los diamantes con una banda de absorción de 477 nm tienen una radiación de fluorescencia más fuerte y sus colores de fluorescencia son generalmente de amarillo a naranja. Esto indica que puede haber un centro de vibración electrónica con una longitud de onda más corta, y su color de fluorescencia es la superposición de estas dos radiaciones de fluorescencia.

Los diamantes de tipo Ia producirán un centro de color de 595 nm después del tratamiento térmico y de radiación, acompañado de un pico de absorción más débil a 425 nm. En comparación con los centros de color N 3, H 3 y H 4 coexistentes, el centro de color de 595 nm tiene una absorción muy débil de la luz visible y casi no tiene impacto en el color del diamante. Generalmente, la presencia del centro de color de 595 nm es evidencia de que el diamante ha sido tratado. Cuando la temperatura del tratamiento térmico es superior a 1000 °C, el centro de color de 595 nm desaparecerá. Por lo tanto, un diamante tipo Ia sin un centro de color de 595 nm no prueba que no haya sido tratado.